摘要：污泥與垃圾混合堆肥處理技術(shù)是解決污染物對(duì)城市環(huán)境污染問題的一種方法，具有經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、可資源化的優(yōu)點(diǎn)，比較適合于我國(guó)的實(shí)際情況。本文對(duì)污泥與垃圾混合堆肥工藝技術(shù)的前處理，好氧高溫發(fā)酵，厭氧中溫發(fā)酵，后處理等方面進(jìn)了詳細(xì)介紹，并提供了部分設(shè)計(jì)參數(shù)，供從事環(huán)保工程方面的技術(shù)人員參考。

城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥（尤其是中小型污水廠產(chǎn)生的，未經(jīng)穩(wěn)定化的污泥），含水率高、易腐爛、有惡臭，并存在寄生蟲卵與病菌，如不妥善處置，就會(huì)造成環(huán)境的二次污染。城市垃圾如不妥善處置，也會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。目前，對(duì)此類污染物的處理方法有焚燒、熱解、填埋、堆肥……等方法。焚燒就是有機(jī)污染物在高溫、供氧充足的條件下，氧化生成二氧化碳和水，而無(wú)機(jī)不可燃燒物形成穩(wěn)定的固態(tài)殘?jiān)�。該種方法所需技術(shù)和設(shè)備復(fù)雜，耗能大、費(fèi)用高。熱解是有機(jī)物在不完全燃燒條件下的熱力分解，得到可燃?xì)怏w、液態(tài)焦油和固態(tài)炭。我國(guó)對(duì)熱解處理的研究尚未達(dá)到中試或工業(yè)性試驗(yàn)水平。填埋就是將廢棄物在選定的適當(dāng)場(chǎng)所，堆填一定厚度后，加上履蓋材料，讓其經(jīng)過相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的物理、化學(xué)和生物作用，達(dá)到穩(wěn)定。填埋法在有些地區(qū)往往受到用地限制。堆肥處理就是利用廢棄物中的有機(jī)物與一定比例的原無(wú)機(jī)物混合，控制一定條件，讓其在自然界廣為分布的細(xì)菌、放線菌、真菌等微生物作用下，其可降解的成分轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的腐殖物，成為可施于農(nóng)田的土壤改良劑——堆肥。污泥與垃圾的混合堆肥工藝也是堆肥處理的一種方法，它充分利用污泥含水率高（70～80%），含有豐富的氮、磷、鉀等農(nóng)作物不可缺少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而城市垃圾含水率低（30～40%），有機(jī)物較多的特點(diǎn)，按一定的比例進(jìn)行混合，通過好氧高溫發(fā)酵和厭氧中溫發(fā)酵,殺死致病菌與寄生蟲卵，并保留著植物生長(zhǎng)土壤所需要的氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量，形成良好的腐殖土—堆肥。污泥與垃圾的混合堆肥技術(shù)具有經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、可資源化的優(yōu)點(diǎn)。其工藝流程框圖如下：

1　污泥與垃圾混合堆肥工藝

污泥與垃圾堆肥法是通過機(jī)械設(shè)備對(duì)污泥與垃圾混合物料進(jìn)行好氧高溫發(fā)酵，再自然堆放厭氧中溫發(fā)酵的一種方法，主要包括：污泥與垃圾前處理、好氧高溫發(fā)酵、厭氧中溫發(fā)酵、后處理等四部分。

1.1　污泥與垃圾前處理

城市垃圾由有機(jī)和無(wú)機(jī)廢棄物組成，有機(jī)類廢棄物主要由食品垃圾、園林垃圾、各種紙制品、塑料、橡膠和皮革制品、紡織品……等組成。無(wú)機(jī)類廢棄物主要由玻璃和陶瓷制品、塵土、碎磚、亂石……等組成。根據(jù)統(tǒng)計(jì)和實(shí)測(cè)資料，城市垃圾中有機(jī)物和無(wú)機(jī)物之比一般為55%:45%左右。有機(jī)物可分為易被生物降解的物品（食品垃圾、庭院垃圾、動(dòng)物垃圾、及被這些物品污染的物品）和不易被生物降解的物品（紙制品、塑料、紡織品等），用于混合堆肥的垃圾最好以被生物降解的有機(jī)垃圾為主，不易被生物降解有機(jī)物及無(wú)機(jī)物（玻璃、陶瓷、碎磚、亂石等）在垃圾前處理過程中去除，進(jìn)行衛(wèi)生填埋。經(jīng)過前處理的垃圾，其顆粒直徑不大于 15mm，含水率30～35%左右，孔隙率45%左右，才可用作污泥的分散劑，摻入污泥中進(jìn)行混合堆肥。

城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥，其特點(diǎn)是：有機(jī)物含量約50～60%左右，C／N比一般在（10～20）：1的范圍內(nèi)，經(jīng)脫水后其含水率為70～80%，是生產(chǎn)肥料的極好原料。但是，污泥含水率高，粘性大，無(wú)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，不摻入分散劑改變其性能，氧氣難以進(jìn)入，不易進(jìn)行好氧發(fā)酵。因此、用污泥生產(chǎn)堆肥，必須使用適當(dāng)?shù)姆稚ㄈ缡褂媒?jīng)前處理過的垃圾），增加其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，提高其空隙率。

污泥與垃圾的前處理，實(shí)際上是以垃圾用作污泥的分散劑，混合均勻，進(jìn)入后續(xù)工藝。污泥與垃圾混合重量比為3:7，混合后最佳含水率為45～55%。在實(shí)際應(yīng)用中，可通過檢測(cè)混合物料的含水率，調(diào)整污泥與垃圾的混合重量比。

1.2　好氧高溫發(fā)酵

好氧高溫發(fā)酵系統(tǒng)采用達(dá)諾（Dano）式滾筒發(fā)酵工藝。

經(jīng)處理后的混合物料進(jìn)入達(dá)諾式滾筒。在運(yùn)行過程中，滾筒不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，使筒內(nèi)混合物料進(jìn)行一系列的物理和生物作用，即一邊混合摩擦，一邊發(fā)酵。在發(fā)酵的初期，中溫微生物（嗜溫菌，最適宜生長(zhǎng)溫度25℃～45℃）比較活躍，擔(dān)負(fù)了有機(jī)物的分解代謝。這些嗜溫微生物在轉(zhuǎn)化有機(jī)物的過程中產(chǎn)生生物熱，加之混合摩擦產(chǎn)生的機(jī)械熱，使?jié)L筒內(nèi)溫度迅速升高，運(yùn)行10小時(shí)左右，可達(dá)到60℃～70℃，這時(shí)、嗜溫微生物受到抑制甚至死亡，由高溫微生物（嗜熱菌、放線條菌等）取而代之，此時(shí)、除了易腐有機(jī)物分解外，一些較難分解的有機(jī)物也逐漸被分解，腐殖質(zhì)開始形成，混合物料初步穩(wěn)定化。經(jīng)過高溫后，混合物料需氧量逐漸減少，溫度也繼續(xù)下降，、嗜溫微生物開始活躍起來(lái)，繼續(xù)分解有機(jī)物并使混合堆肥腐熟。試驗(yàn)證明，混合物料溫度達(dá)到50℃～70℃時(shí)，可殺滅其中的寄生蟲卵、病原微生物和雜草種子，滿足我國(guó)混合堆肥的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)《GB7959—87》的要求。

達(dá)諾式滾筒在運(yùn)行過程中的需氧量，通過鼓風(fēng)機(jī)供給，保證反應(yīng)所需的氧量不低于氧擴(kuò)散控制條件（O2≥10%），通氣量以4.0～6.0m3空氣／m3堆肥·小時(shí)為宜。滾筒內(nèi)的溫度通過排氣通風(fēng)方式控制，當(dāng)溫度超過70℃時(shí)，啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)通風(fēng)，帶走熱量，使溫度下降到50℃時(shí)停止通風(fēng)。由于微生物的活動(dòng)產(chǎn)生熱量，使溫度上升，至70℃重新通風(fēng)，循環(huán)至后期。

達(dá)諾式滾筒發(fā)酵工藝運(yùn)行周期3～5天，可完成中溫—高溫—中溫的發(fā)酵過程。

1.3　自然堆放厭氧中溫發(fā)酵

經(jīng)達(dá)諾式滾筒好氧發(fā)酵后的物料自然堆積（每堆物料重量約30～50噸），將剩余的可分解有機(jī)物緩慢氧化，這期間、物料內(nèi)部屬于中溫厭氧發(fā)酵。完成穩(wěn)定與腐熟所需要的自然堆放厭氧中溫發(fā)酵周期為20～25天左右。

污泥與垃圾的混合物料通過好氧高溫發(fā)酵和自然堆積中溫厭氧發(fā)酵后，成熟的堆肥呈黑褐色、無(wú)臭味、蚊蠅及蟲類不繁殖、致病菌及物料中的植物種子被有效地殺滅與破壞，含水率30%左右，C：N=（30～40）：1，重量減少率在20～30%之間，體積減少30～40％。

1.4堆肥的后處理

熟化后的物料經(jīng)過篩選、造粒、烘干、打包等過程，完成污泥與垃圾混合堆肥工藝的全過程。

2　污泥與垃圾堆肥處理技術(shù)的應(yīng)用

甘肅省××市污水處理廠日處理污水3.0×104米3，污泥產(chǎn)量約18噸／日，含水率75%，運(yùn)往市垃圾處理廠進(jìn)行混合堆肥生產(chǎn)。垃圾處理廠規(guī)模為200噸/日，混合堆肥生產(chǎn)規(guī)模50噸/日，每天收集的垃圾除一部分用于堆肥外，其余均進(jìn)行衛(wèi)生填埋。

2.1　垃圾與污泥的前處理

（1）混合物料中污泥與垃圾數(shù)量的確定

按照污泥與垃圾的重量比3:7，處理18噸污泥需要的垃圾量為41噸，則混合物料總重為59噸。在堆肥的過程中，由于溫度升高，水分蒸發(fā)等因素的影響，重量減少率在20～30%之間，故要達(dá)到混合堆肥50噸/日，物料總重約為65噸（污泥量18噸、含水率75%；垃圾量47噸、含水率35%），混合物料含水率46%。

（2）污泥與垃圾前處理主要設(shè)備

收集到垃圾處理廠的城市垃圾先堆放在干化場(chǎng)風(fēng)干1～2天（如果垃圾含水率在 30～35%左右時(shí)，也可取消這一過程），由機(jī)械鏟車將干化后的垃圾堆放到垃圾斗，通過板式給料機(jī)（一臺(tái)、規(guī)格10T/h、功率5.0千瓦），連續(xù)均勻地輸送到磁選機(jī)（一臺(tái)、功率4.0千瓦），分選出的廢金屬回收，經(jīng)磁選后的垃圾由皮帶輸送機(jī)（一臺(tái)、規(guī)格10T/h、功率5.0千瓦）送到垃圾滾筒篩（一臺(tái)、規(guī)格10T／h、功率7.5千瓦），將大顆粒物料（≥￠50mm）選出，經(jīng)消毒后衛(wèi)生填埋。小于￠50mm的顆粒垃圾用皮帶輸送機(jī)（一臺(tái)、規(guī)格 10T/h、功率5.0千瓦）送到破碎機(jī)（一臺(tái)、規(guī)格10T／h、功率15千瓦），破碎后的垃圾顆粒直徑為10～15mm，再由皮帶輸送機(jī)（一臺(tái)、規(guī)格 10T／h、功率5.0千瓦）送到滾筒混合機(jī)（一臺(tái)、規(guī)格15T/h、功率10.0千瓦）。城市污水處理廠運(yùn)來(lái)的污泥堆放到污泥斗，由板式給料機(jī)（一臺(tái)、規(guī)格5T/h、功率5.0千瓦）輸送到滾筒混合機(jī)，與垃圾混合均勻。

2.2　好氧高溫發(fā)酵

混合均勻的物料用皮帶輸送機(jī)（一臺(tái)、規(guī)格10T／h、功率5.0千瓦）送到達(dá)諾（Dano）式滾筒（三臺(tái)、規(guī)格：￠1800mm、長(zhǎng)度36米、功率45.0 千瓦），連續(xù)運(yùn)行72～96小時(shí)后，送往堆場(chǎng)。達(dá)諾式滾筒內(nèi)物料的充滿度為80%，配離心式鼓風(fēng)機(jī)（二臺(tái)、一用一備、風(fēng)量20m3／min，風(fēng)壓350Kpa）供氧和通風(fēng)，供氧量以5.0 m3空氣／m3堆肥·h計(jì)算。

2.3　厭氧中溫發(fā)酵

經(jīng)達(dá)諾式滾筒發(fā)酵后的物料用皮帶輸送機(jī)（一臺(tái)、規(guī)格10T/h、功率5.0千瓦）送到堆場(chǎng)，進(jìn)行厭氧中溫發(fā)酵，周期25天。每天一堆，其尺寸為：長(zhǎng)×寬×高=7.0×7.0×1.5m3，堆場(chǎng)總面積約1600 m2，長(zhǎng)寬各取40m。

2.4　混合堆肥的后處理

后處理的目的是對(duì)堆肥進(jìn)一步加工，使之成為粒狀產(chǎn)品，以供市場(chǎng)的需要。主要設(shè)備：皮帶輸送機(jī)（一臺(tái)、規(guī)格10T／h、功率5.0千瓦）、滾筒篩（一臺(tái)、規(guī)格 10T／h、功率7.5千瓦）、造粒機(jī)（一臺(tái)、規(guī)格10T／h、功率22.0千瓦）、烘干機(jī)（一臺(tái)、規(guī)格10T／h、功率18.0千瓦）、冷卻機(jī)（一臺(tái)、規(guī)格10T/h、功率15.0千瓦）、自動(dòng)包裝機(jī)（ZCS50—1型）。

3　結(jié)論

（1）污泥與垃圾的混合物料，可通過前處理、好氧高溫發(fā)酵、厭氧中溫發(fā)酵、后處理等過程，獲得熟化混合堆肥，其衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)可達(dá)到GB7959—87《高溫堆肥衛(wèi)生評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》。

（2）主要技術(shù)參數(shù)

污泥與垃圾混合重量之比3：7，混合物料容重700～900Kg／m3，最佳含水率45～50%；污泥含水率70～80%，C：N=（10～20）:1；垃圾含水率30～35%，空隙率45%，垃圾顆粒直徑10～15mm。

好氧高溫發(fā)酵采用達(dá)諾（Dano）式滾筒發(fā)酵工藝，運(yùn)行周期3～5天，混合物料充滿度80%,反應(yīng)所需的氧量不低于氧擴(kuò)散控制條件（O2≥10%），通氣量以4.0～6.0 m3空氣／m3堆肥·小時(shí)為宜。

厭氧中溫發(fā)酵，運(yùn)行周期20～25天，據(jù)此計(jì)算堆場(chǎng)面積。

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